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摘要：近年来，我国的城市化进程有了很大进展，道路桥梁工程建设越来越多。本文以当前公路与城市道路的发展现状为依据，对公路桥梁抗倾覆设计的安全要求、标准、基本措施及相关注意事项展开探索分析，并对道路桥梁的抗倾覆设计及施工策略提出建议，以期为行业提供有效参考。
关键词：公路；城市道路；桥梁；抗倾覆设计；施工策略
1桥梁抗倾覆设计原理
正式颁布的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》关于抗倾覆稳定性的内容与《征求意见稿》中有较大调整，《征求意见稿》中，取梁体最易发生倾覆的两支点连线作为倾覆轴进行计算；《新规范》采用2个特征状态作为抗倾覆验算工况，特征状态1为在作用基本组合下，单向受压支座开始脱离受拉；特征状态2为箱梁的抗扭支承全部失效，结构处于受力平衡或扭转变形失效的极限状态；在进行支座脱空验算时，《新规范》采用作用组合由标准组合提升为作用基本组合；《征求意见稿》中抗倾覆计算仅考虑汽车荷载，而《新规范》中要求同时考虑汽车荷载、风荷载、温度荷载等所有可变作用。对既有桥梁进行抗倾覆稳定验算须满足《新规范》要求，支座不得出现负反力处于脱空状态，且抗倾覆稳定系数满足规范要求。
2桥梁倾覆破坏机理
根据桥梁结构的倾覆发展过程来看，其破坏机理主要分为以下几种：上部结构偏载引起的桥梁结构的倾覆力矩小于桥梁的抗倾覆力矩，支座因受到较大水平力的作用使其水平位移超限而失效，导致支座的上部结构落梁；支座未因受到较大水平力的作用而导致水平位移超限失效，但墩顶截面发生压弯破坏，导致上部结构落梁；上部偏载引起的桥梁结构的倾覆力矩大于抗倾覆力矩，远离荷载作用位置的支座全部脱空，结构发生整体倾覆。连续钢箱梁桥的横向稳定为主梁、支座、墩柱结构共同作用下的结构整体稳定，其中任何一个部分发生破坏，都将造成极其严重的后果。因此，判断结构的横向整体稳定性不仅要分析主梁的抗倾覆力矩与倾覆力矩的大小关系，还应考虑支座的水平位移以及墩柱的承载能力。
3桥梁抗倾覆稳定性分析
公路与城市道路桥梁出现倾覆倒塌的情况时，其自身的支撑结构会随着倒塌过程一直发生改变。在实际施工过程中，因桥梁自身具有弹性功能，发生移动时其自身力度会通过非放射性的方式展现，相关管理部门与施工人员需重视该问题，避免影响桥梁的结构。在公路桥梁发生倾覆问题时，施工人员通常不能利用影响线法计算，而是通过各种受压力的支承条件利用非线性最优计算方法得出相应结果。根据我国专家对公路桥梁发生倾覆时的调查报告显示，车辆荷载数值与实际情况相符。
4桥梁抗倾覆设计及工程施工优化措施
4.1抗倾覆轴线
汽车超载以及偏载等原因会引起连续梁桥发生倾覆事故。桥梁单向支座被动地消除了负反作用力，导致边界条件被破坏而发生失稳现象。在计算反倾覆验算时，倾覆轴是首先要确定的条件。对于连续梁直线段的倾覆轴一般认为是桥梁中线最外层的支座线，对于连续梁曲线段一般假设其支座在受压时有正支反力存在，没有多余支座出现在倾覆轴处。以曲线段的特点可知，其倾覆轴加多。
4.2加强防落梁设施建设
在道路桥梁施工环节，加强桥梁的防落梁设施能在一定程度上提高桥梁的抗倾覆性，防止桥梁在施工过程中出现滑落现象。如果桥梁出现重大事故，防落梁设施能够保证桥梁的正常施工及使用。因此，施工单位要重视抗倾覆设计工作的实施，制定合理的操作方法，保证抗倾覆设计及防落梁设施的建设质量，最大程度减少施工安全事故的发生，从而提高道路桥梁的建设水平及抗倾覆性，保证工程质量满足国家规定标准。
4.3严格控制桥梁宽度和支座的间距
在公路与城市道路桥梁的实际设计过程中，桥面的宽度与支座之间的距离十分重要。在工程施工时，施工单位要准确把握好桥梁的间距及宽度，确保提升桥梁的抗倾覆性，从而保证桥梁使用的安全性。在工程施工过程中，如果桥梁建设的宽度与支座的距离超过2.5m，会导致桥梁本身的抗倾覆性较差，在使用过程中存在较大风险，且无法控制桥梁的安全性，从而造成桥梁质量不合格的情况。在桥梁设计阶段，应将桥梁的箱梁悬臂缩短并适当改进长度，在工程施工时加宽桥梁的箱底。此外，还要适当延伸桥梁横梁，减少两者之间的距离，保证调整距离符合相关标准，避免出现误差影响桥梁的质量与后期的运行。
4.4支座预偏心对抗倾覆稳定性的影响
连续梁桥的曲线段支座因受到“弯扭－耦合”的作用而使其具有较为复杂的受力，特别是曲线段中的独柱墩支承体系，该处的支座受到压力以及扭矩的双方面作用。因此，为使桥梁结构传递受力的情况有所改善，应合理布置支座，以使其在抗倾覆稳定性中起到较为重要的作用。桥梁的倾覆轴也受到布置支座位置的影响，因此需要对其稳定荷载以及倾覆荷载的作用范围进行重新规划。对于支座预偏心所导致的桥梁抗倾覆稳定性的变化，本文将采取参数控制法进行分析。将研究体系选定为曲线段桥梁的独柱墩，在仅对支座预偏心的效果进行改变的情况下，建立有限元分析程序，以对连续梁抗倾覆稳定性与预偏心之间的关系进行研究分析。随着偏心距不断增加，桥梁内侧支座的反作用力也不断上升。桥梁的抗倾覆稳定性随着不断增大的偏心距而不断增加，促进了桥梁的抗倾覆性能。综上分析可知，在连续梁曲线段的独柱墩处设置的偏心距较为适当时，能够使其内外侧的支座受力情况得到改善，并对其抗倾覆稳定性能有提高作用。
4.5重视道路桥梁设计方案选择
要提升道路桥梁抗倾覆性能，需立足桥梁设计和建筑施工两个方面。在选择桥梁设计方案时，尽可能选择支座间距较大的选项；如果道路桥梁建设的桥面较宽，则避免选择独柱式的桥梁。建设斜交道路跨度时以道路的整体稳定性为设计根本，而双柱跨径的应用则需要通过考察判定是否需要增加跨径。经济型的小跨径设计，在抗倾覆设计没有得到完全保障时不做考虑。由于道路车辆的增加，在设计桥梁时，需针对车辆多且超载情况较为严重等现象全面考量，对道路桥梁抗倾覆的稳定性展开深入的分析与研究，不能以工程工期、桥梁外观及建筑造价等原因为借口，选择不合理、抗倾覆性不高的设计方案。在设计方案指导下进行道路桥梁施工，是桥梁建设的基础。在施工之前，施工单位要全面掌握施工图纸和其他相关设计资料，防止出现施工人员安排不合理及防落梁设施遗漏等情况。施工时，需保证不同型号支座的摆放及桥梁定位的精准度。如果在施工过程中存在疑点，施工单位需及时与设计人员沟通，保证道路桥梁施工的顺利进行。
4.6抗倾覆措施结果分析
为了研究在连续钢箱梁两端箱室内浇筑混凝土对提高结构抗倾覆能力的影响，对比配重前后使用修正公式计算得到的连续钢箱梁不同工况荷载作用下的抗倾覆稳定系数。同时，对比配重前后连续钢箱梁桥不同工况荷载作用下纵桥向各跨最大弯矩和中间支座负弯矩的大小，研究混凝土配重对桥梁上部结构内力的影响。
结语
综上所述，在设计公路桥梁之前，设计人员需要考察施工现场，并对比参考过去建造桥梁的设计参数，加强桥梁建设的安全性。施工单位在开展施工之前要根据施工设计图纸，科学合理地安排施工人员及方案，严格按照图纸的数据施工，遇到问题需及时与设计机构沟通，保证道路桥梁的施工质量。
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